Фильтр для сабвуфера: своими руками, низких частот, активный, схема, НЧ, пассивный, саба

Предназначение

Рассматриваемое устройство призвано сделать звук лучше, его часто называют кроссовером.

Целью является повышение эффективности воспроизведения необходимой частоты.

Поэтому некачественные колонки могут звучать намного лучше.

Для сабвуфера установлены различные фильтры нижних частот, чтобы добиться хорошего качества звука от аудиосистемы. Поэтому необходимо выбрать наиболее подходящий товар. Если вы не найдете подходящего кроссовера для сабвуфера, можете сделать это самостоятельно. Акустические системы автомобильной акустики также могут быть укомплектованы сумматором.

Как сделать своими руками

Самый простой способ создать пассивный фильтр нижних частот. Это связано с тем, что он производится с использованием всего нескольких элементов. Среди особенностей работы своими руками отметим следующие:

• Выполнены подробные расчеты. Повысить удобство можно с помощью специальных калькуляторов, с помощью которых рассчитываются параметры основных элементов изделия.
• Подбирается наиболее подходящая схема. Он предполагает использование специального разделителя, который выполнен в виде сумматора. В этом случае качественного звука добиться не удастся, но аппарат прослужит долго.

Простой фильтр для 2-полосного усилителя легко собрать. Инструкция по проведению работ следующая:

1. На вход операционного усилителя подается сигнал.
2. Сигнал подается на MC2.
3. С выхода фильтра нижних частот сигнал передается на MC2.
4. Блок стабилизации напряжения создан на основе резистора, конденсатора и стабилизатора.
5. При напряжении питания менее 15В резистор R11 исключается из схемы. Сумматор входных сигналов установлен на компонентах R1, R2, C1, C2. Этот элемент отключен, когда на вход подается монофонический сигнал. Источник сигнала подключается непосредственно ко второму контакту.
6. Конденсатор C7 используется для фильтрации выходного сигнала. Регулятор сигнала основан на R9, R10, C8.
7. Для установки устройства требуется печатная плата. Можно сделать своими руками из стеклопластика, рекомендуемый размер листа 2 на 4 см.
8. Поверхность зеркально полируется, а затем обезжиривается. Дизайн печатной платы перенесен на поверхность.
9. Выполняется гравировкой при использовании специального состава. Избыток меди растворяется, после чего поверхность промывается чистой водой.

Сварка проводится для соединения отдельных элементов. При правильной сборке схемы он должен работать немедленно, и никаких дополнительных настроек не требуется. Если звука нет, нужно будет проверить надежность всех подключений. В процессе эксплуатации есть вероятность выхода из строя основных элементов.

Активный фильтр

Активный фильтр сабвуфера получил широкое распространение. Эта схема имеет следующие характеристики:

• Бусинка не заряжает акустическую систему.
• Входной сигнал фильтруется. За счет этого можно устранить шум.
• При правильном подходе можно гибко настроить усилитель.
• Исходный спектр часто делится на несколько каналов. Схема активного фильтра позволяет выбирать низкие, средние и высокие частоты.

Вы можете сами создать активный фильтр; для этого не требуется специального оборудования.

Пассивный фильтр

Пассивное устройство проще в изготовлении, но оно менее привлекательно. Его особенности заключаются в следующем:

• Предназначен для фильтрации низких частот в определенном диапазоне.
• Он не усиливает сигнал.

На рынке представлено большое количество пассивных фильтров. Они могут прослужить долго и имеют относительно небольшой размер.

Виды частотных фильтров

• Единый элемент;
• Г, Т, П-образный;
• Мультизвездный. Они имеют L-образную форму последовательно.

В этой статье мы обсудим схему и конструкцию фильтра нижних частот.

Делаем корпус

Для создания футляра я использовал футляр для DVD-дисков. Его нужно полностью разобрать, но болты крепления крышки нам еще нужно будет сохранить, они нам еще понадобятся. Вытаскиваем все потроха, снимаем пластиковую переднюю панель и снимаем этикетку сверху. Далее измеряем лицевую панель и по ее размеру необходимо вырезать из оргстекла прямоугольники (рекомендуется вырезать еще немного, чтобы в дальнейшем можно было немного исправить неровности в случае каких-либо перекосов).). Просверливаем отверстия под входные и выходные разъемы, а также под переменные резисторы и разъем микрофона. Затем нужно проделать резаком прямоугольное отверстие для переключателя (берем от блока питания компьютера). На задней панели я решил продублировать входные и выходные разъемы с помощью разъемов RCA 3,5 мм. Никогда не знаешь, что это будет необходимо. Закрепите переднюю и заднюю панели болтами M3. Прикручиваем их необходимое количество, чтобы панель держалась и не раскачивалась. Поскольку панели прозрачные, в корпус очень важно вставить синий светодиод! Питаем его от 9 вольт — от того же места, что и микрофонный предусилитель.

Я почти забыл! Очень важно на выходах сумматоров поставить два регулирующих резистора сопротивлением 20-50 кОм для согласования амплитуд на каждом канале. Далее ищем два одинаковых (совершенно одинаковых) постоянных резистора на 22-47 кОм, подключаем их к выходам, подаем сигнал на вход и вращаем ползунки подстроечных резисторов, чтобы получить одинаковую амплитуду на обоих каналах.

На переменные резисторы поставил черные пластиковые ручки. Не идеально, конечно, но все же неплохо, нравится. Корпус ДОЛЖЕН быть закорочен и подключен к общему проводу! Если этого не сделать, он будет работать как антенна, и будет темно.

А вот как все выглядит внутри:

. вне:

А вот как я сам сделал микрофон. Я взял картонную трубку без отверстий на боковой поверхности, нашел крышку от бутылки подходящего диаметра, вставил ее в другую, просверлил отверстие для провода в пробке и вставил в трубку плату микрофонного предусилителя, закрепив все термоклеем клей (его не видно, но держится отлично). Также необходимо сделать заглушку для микрофона с несколькими отверстиями из куска пластика. Он выполняет защитную функцию, предотвращая попадание пальцев и других инородных тел в капсулу. Ну и конечно же все это перемотать изолентой, куда ж без!

Готовые решения

В продаже имеется большое количество фильтров нижних частот. Купить их можно через интернет-магазин. Среди особенностей отметим:

• Самые дешевые предложения можно найти в китайском интернет-магазине, но они не продержатся долго.
• Производством кроссоверов занимается большое количество компаний. Предпочтение следует отдавать продукции известных производителей.
• Готовые решения подбираются исходя из диапазона, в котором будет работать устройство.

Средняя стоимость кроссовера — 4 доллара. При этом схема может иметь другие габариты и рабочие характеристики. Подключение производится с помощью проводов методом пайки. Следовательно, необходим паяльник с тонким наконечником и подходящим припоем.

Сделать фильтр для сабвуфера самостоятельно не так сложно, как кажется на первый взгляд. Решение сделать самому — непростое.
Рано или поздно все энтузиасты автозвука становятся профессионалами и всячески стараются улучшить аудиосистему. Простейший фильтр нижних частот для сабвуфера и его изготовление станет лишь одним из решений модернизации.

Форма сигнала

Схемотехника обычно делится на две большие области: цифровую и аналоговую, в зависимости от типа сигнала. Аналог работает с такими параметрами, как сила тока, напряжение (иногда отрицательное) и сопротивление. В цифре все проще: в схеме есть только высокий и низкий логические уровни, даже без конкретных значений.

В C / C ++ это отношение моделирует тип bool и два его состояния: true и false. Я буду продолжать использовать аналогии из языков программирования, где это уместно. Надеюсь, это поможет вам лучше понять, что происходит. Кроме того, это наглядно показывает, насколько все тесно связано в цифровом мире.

Аналоговые схемы капризны и непредсказуемы: на параметры сигнала могут влиять не только хорошо известные факторы, такие как температура и внешние помехи, но и неочевидные вещи, такие как не смытый вовремя поток с платы или окисленные контакты (не Я шучу) . Цифровые схемы, с другой стороны, слабо зависят от условий окружающей среды и в целом невосприимчивы к шумам.

Функции и принцип работы фильтров для сабвуфера

Частотные фильтры используются как для активных, так и для пассивных сабвуферов.

Преимущества активных вуферов следующие:

• Активный усилитель сабвуфера не заряжает акустическую систему дальше (так как она запитывается отдельно).
• Входной сигнал можно фильтровать (исключены посторонние шумы при воспроизведении высоких частот, работа устройства сосредоточена только на диапазоне, в котором динамик обеспечивает наилучшее качество передачи вибрации).
• Усилитель при правильном подходе к дизайну можно гибко настраивать.
• Исходный частотный спектр можно разделить на несколько каналов, с которыми уже можно работать отдельно: низкие частоты (для сабвуфера), средние, высокие и иногда сверхвысокие частоты.

Виды фильтров для низких частот (НЧ)

• Аналоговые схемы.
• Цифровые устройства.
• Программные фильтры.

• Активный фильтр для сабвуфера (так называемый кроссовер, обязательный атрибут любого активного фильтра — дополнительный источник питания)
• Пассивный фильтр (такой фильтр для пассивного сабвуфера фильтрует только необходимые низкие частоты в определенном диапазоне, не усиливая сигнал).

За крутизну падения

• Первый порядок (6 дБ / окт.)
• Второй порядок (12 дБ / окт.)
• Третий порядок (18 дБ / окт.)
• Четвертый порядок (24 дБ / окт.)

Основные характеристики фильтров:

• Полоса пропускания (диапазон проходимых частот).
• Stopband (значительный интервал подавления сигнала).
• Частота среза (переход между полосой пропускания и полосой заграждения происходит нелинейно. Частота, на которой передаваемый сигнал ослабляется на 3 дБ, называется частотой среза).

Дополнительные параметры для оценки фильтров акустических сигналов:

• Наклон крутизны AHCH (Амплитудно-частотная характеристика сигнала).
• Неравномерность полосы пропускания.
• Резонансная частота.
• Фактор качества.

Линейные фильтры электронных сигналов различаются типом кривых (зависимостью показателей) от АЧХ.

Разновидности таких фильтров часто называют именами ученых, выявивших эти закономерности:

• Фильтр Баттерворта (плавная АЧХ в полосе пропускания),
• Фильтр Бесселя (характеризуется равномерной групповой задержкой),
• Фильтр Чебышева (крутой спад АЧХ),
• Эллиптический фильтр (пульсации АЧХ в полосе пропускания и полосах подавления),

Простейший фильтр нижних частот для сабвуфера второго порядка выглядит так: индуктивность (катушка), подключенная последовательно к динамику, и конденсатор (конденсатор), подключенный параллельно. Это так называемый LC-фильтр (L — обозначение индуктивности в электрических цепях, а C — емкость).

Принцип работы следующий:

1. Сопротивление индуктора прямо пропорционально частоте, поэтому катушка пропускает низкие частоты и сохраняет высокие частоты (чем выше частота, тем выше сопротивление индуктора).
2. Емкостное сопротивление обратно пропорционально частоте сигнала, поэтому высокочастотные колебания ослабляются на входе динамика.

Этот тип фильтра пассивный. Сложнее реализовать активные фильтры.

Как сделать простой фильтр для сабвуфера своими руками

Как было сказано выше, самыми простыми по конструкции являются пассивные фильтры. Они содержат всего несколько элементов (количество зависит от порядка запрошенного фильтра).

вы можете собрать свой ФНЧ по готовым схемам в сети или по индивидуальным параметрам после детальных расчетов требуемых характеристик (для удобства можно найти специальные калькуляторы фильтров разного порядка, с помощью которых можно быстро рассчитать параметры составляющих элементов — змеевиков, емкостей и т д.).

Для активных фильтров (кроссовера) можно использовать специализированное программное обеспечение, такое как «Калькулятор элементов кроссовера».

В некоторых случаях при проектировании схемы может потребоваться фильтр-сумматор.

Здесь оба аудиоканала (стерео), например, после вывода с усилителя и т.д., должны сначала быть отфильтрованы (оставлены только низкие частоты), а затем объединены в один с помощью сумматора (поскольку сабвуфер часто устанавливается только один). Или наоборот, он сначала добавляет, а затем фильтрует низкие частоты.

В качестве примера возьмем простейший пассивный фильтр нижних частот второго порядка.

Если импеданс динамика составляет 4 Ом, расчетная частота среза составляет 150 Гц, поэтому для типа фильтра Баттерворта вам потребуются:

• L (индуктивность) = 6,003 мГн
• C (емкость) = 187,5 мкФ

Если конденсатор можно подобрать по нужному параметру из готовых или собрать блок из нескольких, соединенных параллельно, катушку лучше намотать своими руками. Для этого сначала нужно рассчитать параметры индукции с помощью тех же готовых калькуляторов.

Итак, чтобы получить катушку с индуктивностью 6 мГн, из намотанной медной проволоки диаметром 1 мм понадобится стержень диаметром 1 см и длиной 6 см. На выходе будет одна катушка 1002 витка. Провод длиной 84 метра будет уложен в 17 слоев. Габаритные размеры — диам. 44 мм, длина — 6 см.

Катушка и конденсатор подключаются к динамику по указанной выше схеме и мы получаем сабвуфер с пассивным фильтром нижних частот.

INFO

Sony успешно использовала аналоговую и цифровую природу сигнала в своих ноутбуках VAIO. Если вы внимательно посмотрите на их логотип, первые две буквы повторяют форму аналогового синуса, а последние две представляют пару дискретных состояний цифрового бита.
Так что нет ничего удивительного в том, что сегодня большая часть информации существует именно в цифровом виде, а компьютеры оперируют исключительно числами (точнее, их двоичным представлением). Для базового понимания цифровых схем не требуется никаких специальных знаний — вам просто нужно уметь преобразовывать числа из десятичных в двоичные и наоборот.

Пассивный фильтр НЧ для сабвуфера схема

Пассивный фильтр нижних частот для сабвуфера своими руками можно изготовить в короткие сроки. Схема не содержит дефицитных деталей и правильно собранная не требует наладок. Простой фильтр нижних частот для сабвуфера состоит всего из двух частей. Это индуктор и конденсатор. Для определения электрических значений этих элементов лучше всего использовать онлайн-калькулятор. Для этого введите в поисковой строке «Расчет LC-фильтров. Онлайн калькулятор». Далее в окне вам нужно найти следующую таблицу.

Здесь достаточно указать желаемую частоту среза, сопротивление нагрузки и нажать «Рассчитать». Например, при импедансе динамика 4 Ом и частоте среза 220 Гц вычислитель обеспечит емкость конденсатора 255,7 мкФ и индуктивность 4,09 миллигенри. С резистором на 8 Ом и подавлением высоких частот, начиная с 250 Гц, данные будут 112,5 мкФ и 7,2 мГн. Вы можете сделать фильтр низких частот для сабвуфера на простой печатной плате или использовать печатную плату с контактной площадкой.

Емкость наиболее близка к номиналу. В частотном фильтре для сабвуфера можно использовать электролитические конденсаторы, но лучше вставить бумажные типа «МБГО», К73-16 или специально разработанные для акустических систем полипропиленовые емкости К78-34. Для получения требуемого номинала конденсаторы можно подключить параллельно. Катушки индуктивности можно купить в готовом виде или завернуть самостоятельно.

Схема электрическая фильтра НЧ

Копировать для увеличения

Сердце схемы, проверенный TL074 (084), двойной переменный резистор, в столь нестандартном для меня подключении, и некоторые пассивные компоненты (резисторы и конденсаторы). Решил, что откажусь от лишних стабилизаторов питания (7815 и 7915) — потребление схемы небольшое, поэтому было решено запитать схему просто — парой стабилитронов (я использовал 1N4712), пара ограничивающих резисторов (у меня 1,5 ком), небольшие электролиты для питания и шунтирующие конденсаторы на 0,1 мкФ — все это на основное питание сабвуфера УНЧ (+ -35 вольт в моем случае).

Установка производится на печатную плату из печатной платы — скачать файл. Немного подправил под себя пломбу и добавил стабилитроны. Все элементы подписаны, наведите курсор на элементы: отображается его название. Переменные резисторы, регулирующие частоту среза и регулятор громкости, в моем варианте сняты с платы по проводке.

Схема работает сразу, я уже раз десять делал этот фильтр нижних частот — конечно, если не перепутать обозначения и оставить насадки между дорожками. Также хочу сказать, что чувствительности фильтра достаточно для подключения портативных источников звука, таких как мобильный телефон, мп3 плеер и подобные устройства.

У тебя есть доска? Затем берем паяльник и в первую очередь припаиваем стабилитроны с ограничивающими резисторами и конденсаторами, гнездо для ТЛ-ки. Подключите плату к источнику питания вашего УНЧ (у меня + -35 вольт) — убедитесь, что на 4 и 11 ножки микросхемы подано + -12 вольт. Если все правильно, припаиваем конденсаторы, резисторы.

Не забывайте, что в такие схемы необходимо вставлять пленочные конденсаторы, не считая электролитов и силовых шунтирующих.

Переменный резистор, для регулировки частоты среза: подключать необходимо именно так, как нарисовано по схеме. Повторяю, схема не нуждается в регулировке, правильном монтаже и очистке косынки от протока, если вы использовали упомянутую.

В своих проектах сабвуфера я всегда использую этот фильтр из-за его хорошего качества басов и простоты схемы. Также без лишних наворотов. Рекомендую, как говорится на повторении, с вами был Акплекс.

Содержание драгоценных металлов в отечественных автомобилях — ГАЗ, ЗИЛ, МАЗ.

Фильтр – сумматор для сабвуфера, схема – Поделки для авто

При сборке автомобильных усилителей на микросхемах TDA 7293 или TDA 7294 иногда требуется компактный фильтрующий блок, желательно простой и понятный, также имеющий нормальные характеристики и одновременно являющийся сумматором. Именно в этой статье я привожу такую ​​поделку и схему.

Схема собрана на одном биполярном транзисторе малой мощности. Можно, конечно, использовать пассивный фильтр для сабвуфера, например, только от одного LC-фильтра, он мог бы фильтровать звук на частоте 20-150 Гц, но это не рекомендуется, так как на выходе мы получит то же самое, что и вход. Вот почему нам нужно хорошо отфильтровать исходный звук.

Зачем используются фильтры нижних частот, ведь при фильтрации, так сказать, с каждым шагом рейтинг звука снижается на входе в сотни раз, а когда мы ставим этот рейтинг сабвуферу, его мало или его просто нет достаточно для нормальных колебаний.

Почти то же самое происходит в схеме, показанной в этой статье, но за исключением того, что есть транзистор, на котором установлен предусилитель, который уже «отфильтровал» аудиосигнал и усилил его для подачи на оконечный усилитель.

печать для тех, кто травит доску.

На входе фильтра установлен сумматор, который суммирует оба канала, поэтому сигнал попадает в пассивный фильтр с частотой среза 150 Гц.Фильтр второго канала имеет выходной усилитель. Особенностью этой схемы является то, что можно регулировать частоту среза от 15 до 30 Гц.

Схема не требует никаких регулировок или регулировок. Единственная настройка — это частота среза, которую можно отрегулировать по своему вкусу, так как в схеме есть двойной стабилизатор на 100 кОм (можно принять номинальное значение от 47 до 2200 кОм).

Схема отлично работает с любым усилителем мощности звуковой частоты, как с маломощным 12 Вольт, так и с мощным биполярным.

Отечественные или импортные транзисторы прекрасно себя чувствуют в этой схеме, так что выбор за вами.

И еще хочу отметить момент: если у вас возникла ситуация, которая требует от вас обращения к автомобильному дилеру, сначала узнайте, прочитав отзывы. Лучше ехать, когда знаешь, куда идешь…

Подключение сабвуферного фильтра

Стоит отметить, что модуль фильтра для сабвуфера должен быть подключен к выходу предусилителя после регулятора громкости, что улучшит регулировку громкости всей системы. Потенциометр усиления можно использовать для регулировки отношения громкости сабвуфера к громкости всего пути прохождения сигнала. Любой усилитель мощности, работающий в классической конфигурации, такой как этот, необходимо подключить к выходу модуля. При необходимости используйте только один из выходных сигналов, сдвинутых по фазе на 180 градусов друг с другом. Оба выходных сигнала можно использовать, если вы хотите построить усилитель в мостовой конфигурации.

Простой НЧ фильтр для сабвуфера со всеми необходимыми регулировками.

Схема блока обработки аудиосигнала с плавными настройками:
громкость, верхняя частота среза, фазовый сдвиг.

Зачем тебе сабвуфер, думаю, никому объяснять не надо. А если нужно, то, как говорится, Интернет вам поможет. В хорошем сабвуфере столько же всего этого, сколько и нижних частот, ну или схем и описаний усилителей, подходящих для работы с мощными и не очень мощными сабвуферами.

Однако при проектировании или покупке такой акустики следует учитывать несколько нюансов:
1. Более низкая частота среза, чем воспроизводимые частоты, всегда хорошо, и чем ниже, тем лучше. Но чрезмерно завышенная выходная мощность не позволит раскрыть все достоинства продукта, более того, может привести к анекдотической ситуации, когда: «Сабвуфер, установленный в автомобиле« Ока », разорвал его на части».
2. Чтобы добиться плавного перехода от нижнего предела звучания основных динамиков к низкочастотному динамику, необходимо настроить частоту среза фильтра нижних частот. При отсутствии соответствующей настройки получаем: либо сбой, либо, наоборот, значительное увеличение громкости звука в диапазонах так называемых «верхний бас» или «нижний средний».
3. Регулировка фазового сдвига тоже очень полезная функция! Необходимо, чтобы сабвуфер и основной динамик не имели разницы фаз (времени). Например, если сабвуфер расположен достаточно далеко от динамиков, его звук может задерживаться. Кроме того, фазовый сдвиг всегда происходит в фильтре нижних частот сабвуфера, независимо от того, активен он или пассивен. Чтобы исправить это, используйте регулировку смещения.

Исходя из этих соображений, была разработана схема фильтра нижних частот для сабвуфера. Как обычно, особое внимание было уделено тому, чтобы схема была максимально простой, качественной и при отсутствии ошибок не требовала настройки.
Рисунок 1

Фильтр построен на микросхеме TL082, которая представляет собой двойной операционный усилитель, плюс несколько незакрепленных пассивов. Операционный усилитель содержит на входах полевые транзисторы, которые обеспечивают его высокое входное сопротивление, необходимое для правильной работы устройства фазового сдвига.

Элементы R1, C2, R3, R4, C3, R5, C4 и DA1.1 образуют фильтр нижних частот (фильтр нижних частот третьего порядка) с регулируемой частотой среза. Мы нашли этот узор на странице (ссылка на страницу). Его главное преимущество — наличие всего одного регулирующего элемента R5, который позволяет настраивать частоту среза в диапазоне 60,160 Гц.
Фильтр обеспечивает подавление внеполосных сигналов с ослаблением -18 дБ на октаву и демонстрирует неравномерность АЧХ в полосе пропускания — менее 3 дБ. Передаточное число близко к 1.

Элемент DA1.2 с обвесом представляет собой классическую схему фазовращателя со значением фазового сдвига, основанным на номиналах элементов C5, 7, R8. Передаточное отношение фазовращателя также близко к 1.

с полностью подключенной акустической системой (основной динамик + сабвуфер) легче отрегулировать уровень смещения на слух).

Выходное сопротивление каскада, к которому будет подключен этот фильтр, не должно превышать 1 кОм. Это может быть выход любого операционного усилителя и выход эмиттера или истокового повторителя.

Устройство также может питаться от униполярного источника питания + Uп. В этом случае вывод 4 микросхемы следует посадить на землю, а соответствующие выводы R2, R8 и R10 — на середину резистивного делителя с выходным напряжением + Uп / 2.
TL082 остается в рабочем состоянии, когда напряжение питания падает до униполярного +12 В.

Описанный в этой статье фильтр может быть использован в сабвуферах в сочетании с массивными и очень удобными микросхемами усилителя низкой частоты. Изобретать для сабвуфера радикально качественный транзисторный усилитель, а уж тем более не дай бог — в лампах особого смысла нет. Достаточно удачным выбором будут микросхемы TDA7294 или TDA7293 (ссылка на страницу) или их более мощные версии (на 200 и 800 Вт), представленные на странице ниже в разделе «Это тоже может быть интересно».

Как подключить сабвуфер в автомобиль

Что понадобится для подключения сабвуфера в автомобиле Помимо инструментов, вам потребуются следующие товары:

1. Шнур питания
2. Экранированный межблочный кабель с разъемами RCA (Tulip)
3. Предохранитель
4. Наконечники для гайки силового кабеля
5. Пластиковые рукава и завязки

Схема подключения активного сабвуфера несложная. «+» Питание от автомобильного аккумулятора по красному проводу подается на соответствующую клемму усилителя низкой частоты. Для предотвращения перегрева кабеля, вызывающего возгорание изоляции, в этой цепи предусмотрен предохранитель. Защищает кабель, а не усилитель. Цепь питания УНЧ имеет собственный предохранитель. По правилам установки расплавленный баллон не должен находиться на расстоянии более 15-20 см от аккумулятора. Для подключения кабеля питания к аккумулятору к его концу приваривается наконечник под гайкой и наклеивается полиэтиленовая термоусадочная пленка. Отрицательный вывод питания усилителя подключается к массе автомобиля. Для этого можно использовать любой болт и шайбу. Если мощность низкочастотного канала превышает 800 Вт, рекомендуется не подключать минус усилителя к массе автомобиля, а проложить отдельный кабель от аккумулятора. Таким образом, соединение сабвуфера в машине с аккумулятором будет происходить по двум проводам.

своими руками, низких частот, активный схема, НЧ, пассивный, саба

Многие меломаны сталкиваются с тем, что качество автомобильных акустических систем невысокое. Фильтр для сабвуфера можно сделать своими руками, что требует небольшого набора инструментов и материалов.

Предназначение

Сабвуфер: динамик для излучения низкочастотных колебаний в диапазоне 5-200 Гц. В продаже есть пассивная и активная версии. В этом случае частоты делятся на 3 основные категории:

• Начальство.
• В среднем.
• Глубокий.

Фильтры предназначены для разделения звука и улучшения качества. Устанавливается на пассивные и активные сабвуферы, может использоваться как сумматор, что делает систему более эффективной.

Вы автомобилист ?! Так что вы можете пройти этот более простой тест и узнать… Перейти к тесту »

Схема фильтра

При создании устройства могут применяться различные схемы. Простейший фильтр нижних частот для сабвуфера называется LC. Его принцип действия имеет следующие характеристики:

• Возникающее сопротивление индуктивности сопоставимо со звуковой частотой. Этот момент определяет, что катушка пропускает низкие частоты и разделяет высокие частоты. С увеличением частоты увеличивается и сопротивление индуктивности.
• Емкостное сопротивление обратно пропорционально частоте сигнала, и высокочастотные колебания ослабляются на входе.

Такой пассивный фильтр нижних частот прост в конструкции, поэтому его делают чаще других. Схема активного фильтра более сложна в реализации. Он предполагает использование активного элемента, повышающего КПД устройства.

Классификация устройств проводится по основным параметрам. В заказе указано количество витков. Наклон частотной характеристики определяет, насколько точно фильтр подавляет сигналы, которые могут вызывать помехи.

При выборе фильтра также обращаем внимание на расположение динамиков, используемых в автомобиле. Наиболее распространены следующие:

• 3 динамика: бас, мид и бас, твитер. В большинстве случаев этого достаточно для выполнения поставленной задачи.
• Более сложная компоновка предполагает использование отдельных динамиков для воспроизведения их частоты.

Полосовые или полосовые устройства эффективно передают свою частоту. Полная противоположность — версия с надрезом, поскольку полосы за пределами диапазона усиливаются.

Как сделать своими руками

Пассивный фильтр для сабвуфера своими руками сделать несложно благодаря использованию небольшого количества элементов. Фильтр низких частот собран с учетом следующих моментов:

• Сборка может производиться по схеме, скачанной из сети или созданной вручную. В Интернете есть большое количество различных калькуляторов. Их использование значительно упрощает расчеты. Для этого достаточно ввести исходную информацию и программа при применении формул рассчитывает требуемые показатели.
• Основными параметрами, используемыми в расчетах, являются индуктивность и емкость.
• Самая простая схема представлена ​​комбинацией конденсатора или катушки. Первый элемент можно купить в специализированном магазине, для увеличения показателя подключаются несколько. Катушка часто изготавливается самостоятельно из медной проволоки и стержня из специального сплава.
• Сварка отдельных элементов должна выполняться с особой осторожностью. Это связано с тем, что слишком высокая температура может привести к перегреву карты и другим проблемам.

После создания самодельной конструкции нужно подключить фильтр к сабвуферу. Подключение осуществляется следующим образом:

• Фильтр подключается к сабвуферу через выход предусилителя после регулятора, отвечающего за регулировку громкости. Это может значительно улучшить качество звука.
• Потенциометр используется для регулировки соотношения громкости сабвуфера и всего пути прохождения сигнала.
• К выходу подключается усилитель мощности, который работает по классической схеме. Оба используются для перемычки.

Завершающий этап — заделка всех соединительных элементов. В противном случае со временем на контактах может появиться коррозия, что вызовет снижение проводимости. Активный осуществляется с помощью платы управления.

Инвертирующий сумматор

Исходные данные для расчета представлены в таблице 10.

Таблица 10. Исходные данные для расчета инвертирующего сумматора

Подъезд 1	Подъезд 2	Производство	Частота	Питание
Vi1Min	Vi1Max	Vi2Min	Vi2Max	VOMin	VOMax	ж	Vcc	Ви
-5 В	5 дюймов	-250 мВ	250 мВ	-4,9 В	4,9 В	10 кГц	5 дюймов	-5 В

Описание схемы

Схема складывает и инвертирует сигналы Vi1 и Vi2 (рисунок 11). Источники сигналов обычно должны быть с низким импедансом, поскольку входное сопротивление цепи определяется резисторами R1 и R2. Синфазное напряжение инвертирующего усилителя равно напряжению на неинвертирующем входе, который в данном случае соединен с землей.

Рис. 11. Схема инвертирующего сумматора на операционном усилителе

Желательно обратить внимание:

• он должен работать в линейном диапазоне рабочих напряжений операционного усилителя. Этот диапазон обычно определяется в цепи с разомкнутым контуром (AOL). Синфазное напряжение в этой цепи не зависит от входного напряжения;
• входной импеданс схемы определяется импедансом входных резисторов. Их величина должна быть намного выше сопротивления источников выходного сигнала;
• использование резисторов с высоким сопротивлением позволяет снизить запас по фазе и внести в схему дополнительный шум;
• не подключайте емкостную нагрузку напрямую к выходу усилителя, чтобы избежать проблем со стабильностью;
• полоса пропускания слабого сигнала может быть определена из усиления шума NG (или неинвертирующего усиления) и усиления, умноженного на ширину полосы пропускания GBP. Дальнейшую фильтрацию можно выполнить, добавив конденсатор параллельно R3. Этот конденсатор также увеличивает стабильность цепи;
• при работе с большими сигналами полоса пропускания ограничена скоростью отклика операционного усилителя. Чтобы минимизировать вносимые искажения, изучите график зависимости скорости отклика от частоты в документации;
• дополнительные сведения о линейном рабочем диапазоне операционного усилителя, стабильности, искажениях, емкостной нагрузке, управлении АЦП и полосе пропускания см. В разделе «Рекомендации».

Порядок расчета

Выходное напряжение инвертирующего сумматора определяется уравнением 1:

$$ V_ {O} = V_ {I1} times left (- frac {R_ {3}} {R_ {1}} right) + V_ {I2} times left (- frac {R_ { 3}} {R_ {2}} right) qquad { mathrm {(}} {1} { mathrm{)}}$

• Выбираем подходящее значение R3 = 20 кОм.
• Рассчитываем коэффициент усиления для напряжения Vi1 (формула 2). Предположим, что каждый вход имеет половину размаха выходного напряжения, поэтому:

$$ mid G_ {VI1} mid = frac { frac {V_ {OMax} -V_ {OMin}} {2}} {V_ {I1Max} -V_ {I1Min}} = frac { frac {4.9 : B — (- 4.9 : B)} {2}} {2.5 : B — (- 2.5 : B)} = 0.98 frac {B} {B} qquad { mathrm {(}} { 2} { mathrm{)}}$

• Резистор R1 рассчитывается по формуле 3:

$$ mid G_ {VI1} mid = frac {R_ {3}} {R_ {1}} rightarrow qquad { mathrm {(}} {3} { mathrm {)}} $$ $$ R_ {1} = frac {R_ {3}} { mid G_ {VI1} mid} = frac {20 : kΩ} {0,98} = 20,4 : kΩ приблизительно 20,5 : kΩ$

Это ближайшее значение стандартного диапазона.

• Рассчитываем коэффициент усиления для напряжения Vi. Предположим, что каждый вход имеет половину размаха выходного напряжения, поэтому (формула 4):

$$ mid G_ {VI2} mid = frac { frac {V_ {OMax} -V_ {OMin}} {2}} {V_ {I2Max} -V_ {I2Min}} = frac { frac {4.9 : B — (- 4.9 : B)} {2}} {0.25 : B — (- 0.25 : B)} = 9.8 frac {B} {B} qquad { mathrm {(}} { 4} { mathrm{)}}$

• Расчет резистора R2 проводится по формуле 5:

$$ mid G_ {VI2} mid = frac {R_ {3}} {R_ {2}} rightarrow qquad { mathrm {(}} {5} { mathrm {)}} $$ $$ R_ {2} = frac {R_ {3}} { mid G_ {VI2} mid} = frac {20 : kΩ} {9.8} = 2.04 : kΩ приблизительно 2.05 : kΩ$

Это ближайшее значение стандартного диапазона.

• Чтобы проверить полосу пропускания при заданном усилении, она должна быть шире, чем требуемая ширина полосы в 10 кГц (уравнение 6). При GBPOPA170 = 1,2 МГц получаем:

$$ NG = left (1+ frac {R_ {3}} {R_ {1} parallel R_ {2}} right) = left (1+ frac {20 : kΩ} {1.86 : kΩ} right) = 11,75 frac {B} {B} qquad { mathrm {(}} {6} { mathrm {)}} $$ $$ BW = frac {GBP} {NG} = frac {1.2 : MHz} {11.75} = 102 : kHz$

Расчетная полоса пропускания 102 кГц покрывает требуемую полосу пропускания 10 кГц.

• Мы вычисляем минимально допустимую скорость нарастания, необходимую для минимизации искажений: $$ SP> 2 times more times f times V_ {p} = 6.28 times 10 : kHz times 4.9 : B = 0.31 frac {B } {μs}$

Скорость отклика OPA170 составляет 0,4 В / мкс. Следовательно, условие выполнено.

• Чтобы избежать проблем со стабильностью, необходимо убедиться, что нули частотной характеристики, создаваемые резисторами и входной емкостью, меньше ширины полосы пропускания схемы (уравнение 7):

$$ frac {1} {2 times more times (C_ {CM} + C_ {DIFF}) times (R_ {1} parallel R_ {2} parallel R_ {3})}> frac {GBP} {G} qquad { mathrm {(}} {7} { mathrm {)}} $$ $$ frac {1} {6.28 times (3 : pF + 3 : pF) раз 1,7 : кОм}> frac {1,2 : МГц} {11,75}$

В этом случае CCM и CDIFF — это фазовая и дифференциальная входные емкости операционного усилителя (CCM = CDIFF = 3 пФ). Поскольку 15,6 МГц> 102 кГц, требуемое условие выполняется.

Моделирование схемы

Моделирование в режиме постоянных токов (DC-анализ)

На рисунке 12 показан график результата моделирования, на котором напряжение Vi1 увеличивается с -2,5 В до 2,5 В, а значение Vi2 не изменяется при 0 В. Выходное напряжение уменьшается с -2,44 В при 2,44 В.

Рис. 12. Зависимость выходного напряжения операционного усилителя от входного напряжения Vi1

На рисунке 13 показан результат моделирования, в котором напряжение Vi2 увеличивается с -0,25 В до 0,25 В, а значение Vi1 не изменяется при 0 В. Выходное напряжение уменьшается с -2,44 В до 2,44 В.

Рис. 13. Зависимость выходного напряжения операционного усилителя от входного напряжения Vi2

Моделирование в режиме переменных токов (малосигнальный AC-анализ)

Моделирование показывает полосу пропускания схемы (рисунок 14). Диапазон частот одинаков для обоих входных каналов. Это связано с тем, что полоса пропускания определяется усилением шума схемы, а не усилением каждого канала. Результаты соответствуют расчетным значениям.

Рис. 14. Амплитудно-частотная характеристика цепи

Моделирование переходных процессов

Моделирование показывает, что схема добавляет и инвертирует входные сигналы. Vi1 представляет собой синусоидальную волну 1 кГц с амплитудой 2,5 В. Vi2 представляет собой синусоидальную волну 10 кГц с амплитудой 250 мВ. Если схема настроена правильно, выходной сигнал соответствует расчетным значениям (рисунок 15).

Рис. 15. Моделирование переходных процессов

Рекомендации

Параметры OA, использованные в расчетах, показаны в таблице 11.

Таблица 11. Параметры AB, использованные в расчетах

OPA171
Vss	2,7… 36 В
VinCM	(V — 0,1 В)… (Vcc — 2 В)
Vout	Железнодорожный транспорт
Вос	250 мкВ
Iq	110 мкА
Ib	8 па
UGBW	1,2 МГц
SR	0,4 В / мкс
Количество каналов	1, 2, 4

В качестве альтернативы можно использовать операционный усилитель LMC7101, параметры которого представлены в таблице 12.

Таблица 12. Параметры альтернативного операционного усилителя LMC7101

LMC7101
Vss	2,7… 15,5 В
VinCM	Железнодорожный транспорт
Vout	Железнодорожный транспорт
Вос	110 мкВ
Iq	0,8 мА
Ib	1 год
UGBW	1,1 МГц
SR	1,1 В / мкс
Количество каналов	1